Java 中ReentrantLock快速入门

定义

ReentrantLock是Java中提供的一种可重入锁的实现。它的实现原理主要基于AQS（AbstractQueuedSynchronizer）框架。

AQS是Java并发包中同步器的基础框架，提供了一系列的同步操作方法，如获取锁、释放锁等。ReentrantLock通过继承AQS类来实现可重入锁的功能。

ReentrantLock的结构主要由以下几个部分组成：
1. Sync：ReentrantLock的内部类，继承了AQS类，负责实现同步操作的具体细节。它包含了获取锁、释放锁等方法的具体实现。
2. FairSync和NonfairSync：Sync的两个子类，分别表示公平锁和非公平锁的实现。公平锁会按照线程的请求顺序获取锁，而非公平锁则允许插队，可以提高吞吐量。
3. state：表示锁的状态，可重入锁允许同一个线程多次获取锁，因此需要记录每个线程获取锁的次数。
4. 等待队列：用于存放等待获取锁的线程，采用FIFO（先进先出）的顺序。
5. Condition：用于实现线程的等待和唤醒机制，可以通过Condition对象实现线程之间的协调和通信。

ReentrantLock的使用方式类似于synchronized关键字，可以使用lock()方法获取锁，使用unlock()方法释放锁。与synchronized相比，ReentrantLock提供了更多的灵活性和功能，如可重入性、公平性和条件等待等。

核心方法说明

1. lock()

这是ReentrantLock中最基本的方法之一，用于获取锁。如果锁已经被其他线程获取，则当前线程将被阻塞，直到获取到锁为止。如果当前线程已经获取到锁，那么它将增加锁的持有计数，并且该方法立即返回。

2. unlock()

这是ReentrantLock中另一个重要的方法，用于释放锁。每次调用unlock()方法时，锁的持有计数将减少，直到减少为0时，锁将完全释放。如果当前线程对锁的持有计数大于1，那么只是将计数减1，并不会真正释放锁。

3. tryLock()

这个方法尝试获取锁，如果锁当前没有被其他线程占用，则获取成功并立即返回true。如果锁已经被其他线程占用，则获取失败并立即返回false，当前线程不会被阻塞。

4. lockInterruptibly()

这个方法与lock()方法类似，它也是用于获取锁的，但是它允许当前线程在等待获取锁的过程中被中断。如果当前线程已经被中断，则抛出InterruptedException异常。

5. isHeldByCurrentThread()

这个方法用于判断当前线程是否持有锁。如果当前线程持有锁，则返回true；否则返回false。

次要方法

除了上述核心方法之外，ReentrantLock还提供了一些其他方法来支持更复杂的线程同步操作，例如：

1.newCondition()：

创建一个与该锁绑定的Condition对象，用于实现更灵活的线程等待/唤醒机制。

2. getHoldCount()

获取当前线程对锁的持有计数。

3.getQueueLength()

获取等待获取锁的线程数量。

4.isFair()

判断锁是否是公平锁。

 

这些方法的使用可以根据具体的业务需求进行选择，以确保线程的同步和互斥控制的正确性和高效性。

总结

需要注意的是，在使用ReentrantLock时，要确保在获取锁后必须释放锁，否则可能会导致死锁或其他线程安全问题。同时，为了保证线程之间的协作和通信，可以使用Condition对象进行等待和唤醒操作。

总之，ReentrantLock是一种可重入锁的实现，通过AQS框架提供的同步操作方法，实现了线程的同步和互斥控制。通过合理使用ReentrantLock，可以保证多线程环境下的数据一致性和线程安全性。